JP2000206864A - Driving simulation device - Google Patents
Driving simulation deviceInfo
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- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】実車両と同等の操舵感を得ることのできる運転
シミュレーション装置を提供する。
【解決手段】路面反力トルクに対応した第2制御信号に
従って電動パワーステアリング用モータ107を駆動
し、そのときに生じる操舵トルクをトルクセンサ103
によって検出し、第1制御信号算出部109において車
速に応じた適正トルクを得るための第1制御信号を求
め、この第1制御信号に従って電動パワーステアリング
用モータ107を駆動制御する。
(57) [Problem] To provide a driving simulation device capable of obtaining a steering feeling equivalent to that of a real vehicle. An electric power steering motor is driven according to a second control signal corresponding to a road surface reaction torque, and a steering torque generated at that time is detected by a torque sensor.
The first control signal calculation unit 109 obtains a first control signal for obtaining an appropriate torque corresponding to the vehicle speed, and controls the drive of the electric power steering motor 107 according to the first control signal.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電動パワーステア
リング機構を有し、運転者の操作に応じたシミュレーシ
ョンを行う運転シミュレーション装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving simulation device having an electric power steering mechanism and performing a simulation according to a driver's operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、運転者の技能訓練や自動車の
研究開発等に利用する装置として、運転シミュレーショ
ン装置が知られている。この運転シミュレーション装置
は、運転者が搭乗し各種操作を行うためのコックピット
と、走行路や他車を含む情景をコンピュータグラフィッ
クスを用いて運転者の前面に表示するスクリーンと、コ
ックピットを支持し、運転者の操作に応じてコックピッ
トを揺動させるモーションベースと、これらの制御を行
う制御部とから基本的に構成されている(特開平8−2
48872号公報参照)。2. Description of the Related Art Conventionally, a driving simulation device has been known as a device used for skill training of a driver, research and development of an automobile, and the like. This driving simulation device supports a cockpit for the driver to board and perform various operations, a screen that displays a scene including the traveling path and other vehicles on the front of the driver using computer graphics, and a cockpit. It is basically composed of a motion base for swinging the cockpit in accordance with the operation of the driver, and a control unit for controlling the motion base.
No. 48872).
【0003】ところで、運転シミュレーション装置では
各種操作系の操作感を実車両と同じにすることが求めら
れている。しかしながら、路面およびタイヤのない運転
シミュレーション装置のステアリング装置においては、
路面反力がないため、実車両と同じ操舵感を得ることは
できない。そこで、電動モータ等のアクチュエータをス
テアリングシャフトに取り付けて擬似的に操舵反力を与
えることが考えられるが(特開平7−234628公報
参照)、実際の操舵反力と同じにするためにはステアリ
ング系のフリクション等も考慮した複雑な制御が必要に
なるとともに、コストも多くかかってしまう。[0003] By the way, in a driving simulation device, it is required that the operational feeling of various operation systems be the same as that of an actual vehicle. However, in a steering device of a driving simulation device without a road surface and tires,
Since there is no road surface reaction force, the same steering feeling as a real vehicle cannot be obtained. Therefore, it is conceivable that an actuator such as an electric motor is attached to a steering shaft to artificially apply a steering reaction force (see Japanese Patent Application Laid-Open No. H7-234628). This requires complicated control in consideration of friction and the like, and increases costs.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の不都
合を解決すべくなされたものであって、実車両と同等の
操舵感を得ることのできる運転シミュレーション装置を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned disadvantages, and an object of the present invention is to provide a driving simulation apparatus capable of obtaining a steering feeling equivalent to that of a real vehicle. .
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明では、運転者が操作したステアリングホイ
ール、アクセル、ブレーキ等からの信号に基づいて実車
両での路面反力トルクを演算し、路面反力トルクを得る
ための第2制御信号を生成して操舵補助手段を駆動し、
それによって生じた操舵トルクを検出し、この操舵トル
クに基づく第1制御信号を生成し、第1制御信号を前記
第2制御信号に加算し、その加算値に基づいて再び操舵
補助手段を駆動することにより、ステアリングホイール
に対して路面反力を考慮したアシスト力を付与する。According to the present invention, a road surface reaction torque in an actual vehicle is calculated based on signals from a steering wheel, an accelerator, a brake and the like operated by a driver. Generating a second control signal for obtaining road surface reaction torque to drive the steering assist means;
The steering torque generated thereby is detected, a first control signal based on the steering torque is generated, the first control signal is added to the second control signal, and the steering assist means is driven again based on the added value. Thus, an assist force that takes into account the road surface reaction force is applied to the steering wheel.
【0006】また、本発明では、運転者の操作に対応し
た操舵トルクを演算し、前記操舵トルクを得るための制
御信号を生成して操舵補助手段を駆動することにより、
ステアリングホイールに対して路面反力を考慮したアシ
スト力を付与する。In the present invention, a steering torque corresponding to a driver's operation is calculated, and a control signal for obtaining the steering torque is generated to drive a steering assist means.
The steering wheel is given an assist force that takes into account the road surface reaction force.
【0007】[0007]
【発明の実施の形態】図1は、本実施形態の運転シミュ
レーション装置10を示す。この運転シミュレーション
装置10は、モーションベース12と、前記モーション
ベース12上に戴置されるキャビン14と、キャビン1
4内に収容されるコックピット16とを備える。FIG. 1 shows a driving simulation apparatus 10 according to the present embodiment. The driving simulation apparatus 10 includes a motion base 12, a cabin 14 placed on the motion base 12, a cabin 1
And a cockpit 16 housed in the interior of the vehicle.
【0008】一方、運転シミュレーション装置10は、
ホストコンピュータ18によって全体が制御されてお
り、このホストコンピュータ18には、モーションベー
ス12を運転者の操作に基づいて揺動制御するモーショ
ンコントローラ20と、コックピット16内の各種操作
機器とホストコンピュータ18との間で多数の信号の授
受を行うためのコックピットインタフェースユニット2
2と、運転者に対して走行中の仮想効果音を提供するた
めの音響コントローラ24と、コンピュータグラフィッ
クスを用いて運転者に対し走行路や他車を含むシミュレ
ーション画像を提供するCG発生装置26とがネットワ
ーク回路であるLAN(Local Area Network)28によ
って接続される。また、コックピット16には、シミュ
レーションに係る複数の画面を合成する画面合成装置3
0が接続されており、この画面合成装置30によって合
成された画面がオペレータのディスプレイ32に表示さ
れる。さらに、コックピット16には外部のスピーカ3
4が接続されており、このスピーカ34を用いて運転者
の音声がオペレータに伝達される。On the other hand, the driving simulation device 10
The whole is controlled by a host computer 18. The host computer 18 includes a motion controller 20 that controls the motion base 12 to swing based on a driver's operation, various operating devices in the cockpit 16, and the host computer 18. Cockpit interface unit 2 for exchanging many signals between
2, an acoustic controller 24 for providing the driver with a virtual sound effect while traveling, and a CG generator 26 for providing the driver with a simulation image including a traveling road and other vehicles using computer graphics. Are connected by a LAN (Local Area Network) 28 which is a network circuit. The cockpit 16 has a screen synthesizing device 3 for synthesizing a plurality of screens related to the simulation.
0 is connected, and the screen synthesized by the screen synthesizing device 30 is displayed on the display 32 of the operator. Further, the external speaker 3 is provided in the cockpit 16.
4 is connected, and the voice of the driver is transmitted to the operator using the speaker 34.
【0009】モーションベース12は、図2に示すよう
に、三角形状に連結される3本の下部支持バー36a〜
36cと、三角形状に連結される3本の上部支持バー3
8a〜38cと、下部支持バー36a〜36cおよび上
部支持バー38a〜38cを連結する6本のシリンダA
〜Fとから基本的に構成される。シリンダA〜Fは、下
部支持バー36a〜36cによって構成される三角形の
各頂点と上部支持バー38a〜38cによって構成され
る三角形の各頂点とを連結するボールねじ機構からな
る。すなわち、シリンダA〜Fは、下部支持バー36a
〜36c側に揺動自在に連結される筒状部40と、筒状
部40に挿入され、上部支持バー38a〜38c側に揺
動自在に連結されるロッド部42とから構成される。ロ
ッド部42の下部支持バー36a〜36c側には、外周
部に図示しない雄ねじが形成されており、この雄ねじが
筒状部40内に配設される図示しない雌ねじ部材に螺合
する。前記雌ねじ部材は、筒状部40の外周部に装着さ
れたシリンダ駆動モータ44A〜44Fによって回転可
能に構成される。As shown in FIG. 2, the motion base 12 has three lower support bars 36a-36 connected in a triangular shape.
36c and three upper support bars 3 connected in a triangular shape
8a to 38c and six cylinders A connecting the lower support bars 36a to 36c and the upper support bars 38a to 38c.
To F basically. Each of the cylinders A to F includes a ball screw mechanism that connects each vertex of the triangle formed by the lower support bars 36a to 36c and each vertex of the triangle formed by the upper support bars 38a to 38c. That is, the cylinders A to F are
And a rod portion 42 inserted into the cylindrical portion 40 and swingably connected to the upper support bars 38a to 38c. A male screw (not shown) is formed on the outer peripheral portion of the rod portion 42 on the lower support bar 36a to 36c side, and the male screw is screwed to a female screw member (not shown) provided in the cylindrical portion 40. The female screw member is configured to be rotatable by cylinder drive motors 44 </ b> A to 44 </ b> F mounted on the outer peripheral portion of the cylindrical portion 40.
【0010】上部支持バー38a〜38cの上部には、
ガイドブラケット46a〜46fが同一円周上となるよ
うに固定されており、これらのガイドブラケット46a
〜46fに回転テーブル48が回転自在に支持される。
この回転テーブル48の下面部には、上部支持バー38
a〜38cの中央部に装着された装着板50を介してテ
ーブル駆動モータ52が装着される。また、下部支持バ
ー36a〜36cの中央部には、装着板54を介してモ
ータドライバ56が配置される。このモータドライバ5
6は、各シリンダA〜Fのシリンダ駆動モータ44A〜
44Fおよびテーブル駆動モータ52の駆動制御を行
う。On the upper portions of the upper support bars 38a to 38c,
The guide brackets 46a to 46f are fixed so as to be on the same circumference.
The rotary table 48 is rotatably supported at the positions .about.46f.
An upper support bar 38 is provided on the lower surface of the turntable 48.
The table drive motor 52 is mounted via the mounting plate 50 mounted at the center of the parts a to c. A motor driver 56 is disposed at the center of the lower support bars 36a to 36c via a mounting plate 54. This motor driver 5
6 is a cylinder drive motor 44A-44 for each of the cylinders AF.
The drive control of 44F and the table drive motor 52 is performed.
【0011】モーションベース12の上部に配置される
キャビン14は、モーションベース12に装着された回
転テーブル48によって回転可能に支持される。すなわ
ち、キャビン14は、図3〜図5に示すように、モーシ
ョンベース12を構成する各シリンダA〜Fによって
X、Y、Zの各軸の周りにロール角φ、ピッチ角θ、ヨ
ー角ψだけ揺動自在であるとともに、回転テーブル48
によってZ軸の周りにヨー角ψY だけ揺動自在に構成さ
れる。また、キャビン14は、前後、左右、上下の各方
向にも移動可能である。The cabin 14 disposed above the motion base 12 is rotatably supported by a turntable 48 mounted on the motion base 12. That is, as shown in FIGS. 3 to 5, the cabin 14 includes a roll angle φ, a pitch angle θ, and a yaw angle 各 around the X, Y, and Z axes by the cylinders A to F constituting the motion base 12. And the rotary table 48
Swingably constituted by the yaw angle [psi Y around the Z axis by. Further, the cabin 14 is movable in each of the front and rear, left and right, and up and down directions.
【0012】キャビン14は、略遮光状態とすべくその
内部に収容されるコックピット16を壁面によって囲繞
しており、コックピット16のドア近傍には、遮光カー
テン58、60を有する出入口62および64が設けら
れる。また、コックピット16の正面および前方左右に
は、図6に示すように、走行路のシミュレーション画像
を形成するための正面スクリーン66、左スクリーン6
8および右スクリーン70が配置される。キャビン14
の上面部には、図6〜図8に示すように、正面スクリー
ン66に対向する2台の正面プロジェクタ72L、72
Rと、左スクリーン68に対向する2台の左プロジェク
タ74L、74Rと、右スクリーン70に対向する右プ
ロジェクタ76L、76Rとが配置される。これらの6
台の正面プロジェクタ72L、72R、左プロジェクタ
74L、74Rおよび右プロジェクタ76L、76R
は、CG発生装置26に接続される。なお、正面スクリ
ーン66、左スクリーン68および右スクリーン70に
対応して、夫々2台の正面プロジェクタ72L、72
R、左プロジェクタ74L、74Rおよび右プロジェク
タ76L、76Rを配置するのは、図8に示すように、
運転者が装着する偏光グラス77によってシミュレーシ
ョン画像を立体化させるためである。The cabin 14 surrounds a cockpit 16 housed in the cabin 14 in a substantially light-shielding state by a wall surface, and entrances 62 and 64 having light-shielding curtains 58 and 60 are provided near the door of the cockpit 16. Can be As shown in FIG. 6, a front screen 66 and a left screen 6 for forming a simulation image of the traveling road are provided in front of the cockpit 16 and in front and left and right.
8 and right screen 70 are arranged. Cabin 14
6 to 8, two front projectors 72L and 72L facing the front screen 66, as shown in FIGS.
R, two left projectors 74L and 74R facing the left screen 68, and right projectors 76L and 76R facing the right screen 70 are arranged. These 6
Stand front projectors 72L, 72R, left projectors 74L, 74R, and right projectors 76L, 76R.
Is connected to the CG generator 26. In addition, two front projectors 72L, 72L correspond to the front screen 66, the left screen 68, and the right screen 70, respectively.
R, the left projectors 74L, 74R and the right projectors 76L, 76R are arranged as shown in FIG.
This is because the simulation image is three-dimensionalized by the polarizing glass 77 worn by the driver.
【0013】コックピット16には、図6および図9に
示すように、運転者による各種操作機器、各種センサ等
が設けられる。すなわち、コックピット16内には、実
車両の場合と同様に、ステアリングホイール80、ウィ
ンカー等の操作を行うためのコンビネーションスイッチ
82、シフトレバー84、サイドブレーキ86、シート
ベルト88、ブレーキペダル90、アクセルペダル9
2、空調ファン94、スピードメータ、タコメータ等の
メータ類96、緊急自動車におけるサイレン等を操作す
るための操作スイッチ98、車内灯100等が備えられ
る。As shown in FIGS. 6 and 9, the cockpit 16 is provided with various operating devices by the driver, various sensors, and the like. That is, in the cockpit 16, as in the case of the actual vehicle, a combination switch 82 for operating the steering wheel 80, the turn signal, etc., the shift lever 84, the side brake 86, the seat belt 88, the brake pedal 90, the accelerator pedal 9
2, an air conditioning fan 94, meters 96 such as a speedometer and a tachometer, an operation switch 98 for operating a siren or the like in an emergency vehicle, an interior light 100, and the like.
【0014】ステアリングホイール80には、図10に
示すように、ステアリングホイール80の切り角を検出
するためのポテンショメータ、ロータリエンコーダ等の
ステアリング角度センサ102と、ステアリングホイー
ル80の回転運動を往復運動に変換するためのステアリ
ングギアボックス106が連結される。操舵補助手段と
しての電動パワーステアリング装置を備えたステアリン
グギアボックス106には、ステアリングホイール80
の操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段としてのト
ルクセンサ103と、ステアリングホイールシャフトの
回転運動を直線運動に変換するためのピニオン104お
よびラック105と、ラック105に同軸に配置され、
ラック105に設けたボールナット機構を駆動する電動
パワーステアリング(EPS)用モータ107とが内蔵
され、電動パワーステアリング(EPS)モータ107
は電動パワーステアリングコントロールユニット(EP
S−ECU)108によって駆動制御される。As shown in FIG. 10, the steering wheel 80 has a steering angle sensor 102 such as a potentiometer and a rotary encoder for detecting the turning angle of the steering wheel 80, and converts the rotational motion of the steering wheel 80 into a reciprocating motion. A steering gear box 106 is connected. A steering gear box 106 provided with an electric power steering device as a steering assist means includes a steering wheel 80.
A torque sensor 103 as steering torque detecting means for detecting the steering torque of the steering wheel, a pinion 104 and a rack 105 for converting the rotational motion of the steering wheel shaft into a linear motion, and are coaxially arranged on the rack 105;
An electric power steering (EPS) motor 107 for driving a ball nut mechanism provided on the rack 105 is built in, and an electric power steering (EPS) motor 107
Is an electric power steering control unit (EP
The drive is controlled by an S-ECU (108).
【0015】電動パワーステアリングコントロールユニ
ット108は、トルクセンサ103によって検出された
ステアリングホイールシャフト104の操舵トルク信号
と、ホストコンピュータ18からコックピットインタフ
ェースユニット22を介して供給される車速信号とに基
づいて、電動パワーステアリング用モータ107を制御
するための第1制御信号を算出する第1制御信号算出部
109を備えるとともに、前記目標電流に基づいて電動
パワーステアリング用モータ107を駆動する電動パワ
ーステアリング(EPS)用モータドライバ111を備
える。また、第1制御信号算出部109およびEPS用
モータドライバ111間には、スイッチSW1および加
算器113が直列に接続される。スイッチSW1は、コ
ックピットインタフェースユニット22を介してホスト
コンピュータ18から供給されるSW1制御信号に従っ
てオンオフ制御される。コックピットインタフェースユ
ニット22と加算器113との間には、スイッチSW2
が接続される。加算器113には、スイッチSW2を介
して電動パワーステアリング用モータ107を制御する
ための第2制御信号が供給される。なお、スイッチSW
2は、ホストコンピュータ18から供給されるSW2制
御信号に従ってオンオフ制御される。The electric power steering control unit 108 controls the electric power based on a steering torque signal of the steering wheel shaft 104 detected by the torque sensor 103 and a vehicle speed signal supplied from the host computer 18 via the cockpit interface unit 22. An electric power steering (EPS) that includes a first control signal calculation unit 109 that calculates a first control signal for controlling the power steering motor 107 and that drives the electric power steering motor 107 based on the target current. A motor driver 111 is provided. A switch SW1 and an adder 113 are connected in series between the first control signal calculation unit 109 and the EPS motor driver 111. The switch SW1 is ON / OFF controlled according to a SW1 control signal supplied from the host computer 18 via the cockpit interface unit 22. A switch SW2 is provided between the cockpit interface unit 22 and the adder 113.
Is connected. A second control signal for controlling the electric power steering motor 107 is supplied to the adder 113 via the switch SW2. Note that the switch SW
2 is turned on / off in accordance with the SW2 control signal supplied from the host computer 18.
【0016】ここで、ステアリングホイール80および
電動パワーステアリングコントロールユニット108に
係る構成において、実車両との相違点は、ラック105
の両端にタイロッドと車輪とが装着されていない点と、
スイッチSW1、SW2および加算器113が電動パワ
ーステアリングコントロールユニット108のプログラ
ム上に追加されている点であり、その他は実車両と同一
の構成からなる。Here, in the configuration relating to the steering wheel 80 and the electric power steering control unit 108, the difference from the actual vehicle is that the rack 105
Tie rods and wheels are not attached to both ends of the
The switches SW1 and SW2 and the adder 113 are added to the program of the electric power steering control unit 108, and the other configuration is the same as that of the actual vehicle.
【0017】ブレーキペダル90には、制動倍力装置1
10と、マスタシリンダ112と、ブレーキキャリパ1
14と、負圧タンク116およびマスタシリンダ112
を介して制動倍力装置110に負圧を供給する負圧ポン
プ118とが連結される。なお、マスタシリンダ112
には、後輪用のブレーキキャリパ120が同様にして連
結される。マスタシリンダ112には、ABS(アンチ
ロックブレーキングシステム)コントロールユニット1
28が接続され、これによってブレーキのアンチロック
制御が行われる。アクセルペダル92には、スロットル
開度センサ122が連結される。シフトレバー84に
は、シフトポジションセンサ124が接続され、シート
ベルト88が装着される部位にはシートベルト装着検出
センサ126が接続される。The brake booster 90 has a brake booster 1
10, master cylinder 112, brake caliper 1
14, the negative pressure tank 116 and the master cylinder 112
And a negative pressure pump 118 for supplying a negative pressure to the brake booster 110 via the. The master cylinder 112
The brake caliper 120 for the rear wheel is similarly connected. The master cylinder 112 includes an ABS (anti-lock braking system) control unit 1
28 is connected, thereby performing anti-lock control of the brake. A throttle opening sensor 122 is connected to the accelerator pedal 92. A shift position sensor 124 is connected to the shift lever 84, and a seat belt attachment detection sensor 126 is connected to a portion where the seat belt 88 is attached.
【0018】コックピット16内には、さらに、本実施
形態の運転シミュレーション装置10として特有の構成
要素が配設される。すなわち、運転席の上部には、車両
後方のシミュレーション画像を表示するルームミラー用
LCDディスプレイ130と、左右のドアミラー用LC
Dディスプレイ132L、132Rと、運転者の音声を
外部のオペレータに伝達するためのマイク134と、シ
ミュレーション動作中における走行音等の効果音および
オペレータの音声を運転者に伝達するためのスピーカ1
36と、ルームミラー用LCDディスプレイ130の近
傍に配置され、運転者の状態を撮影する運転者映像用C
CDカメラ138と、ブレーキペダル90およびアクセ
ルペダル92を撮影するための足元映像用CCDカメラ
140と、ステアリングホイール80の近傍を撮影する
ためのステアリング映像用CCDカメラ142とを備え
る。なお、足元映像用CCDカメラ140の近傍には、
照明灯144が配設される。さらに、コックピット16
内には、当該運転シミュレーション装置10に対して補
助電力を供給するためのバッテリ146と、運転者によ
ってシミュレーション動作を非常停止させるための非常
停止スイッチ148と、コックピット16とホストコン
ピュータ18との間でLAN28を介して信号の授受を
行うためのコックピットインタフェースユニット22が
配設される。In the cockpit 16, there is further provided a specific component as the driving simulation apparatus 10 of the present embodiment. That is, above the driver's seat, an LCD display 130 for a rearview mirror that displays a simulation image of the rear of the vehicle,
D displays 132L and 132R, a microphone 134 for transmitting a driver's voice to an external operator, and a speaker 1 for transmitting an effect sound such as a running sound during the simulation operation and the operator's voice to the driver.
36, a driver image C disposed near the rear-view mirror LCD display 130 and photographing the state of the driver.
The camera includes a CD camera 138, a foot video CCD camera 140 for photographing the brake pedal 90 and the accelerator pedal 92, and a steering video CCD camera 142 for photographing the vicinity of the steering wheel 80. In addition, in the vicinity of the footstep CCD camera 140,
An illumination lamp 144 is provided. In addition, cockpit 16
Inside, a battery 146 for supplying auxiliary power to the driving simulation device 10, an emergency stop switch 148 for stopping the simulation operation by the driver, and a connection between the cockpit 16 and the host computer 18. A cockpit interface unit 22 for transmitting and receiving signals via the LAN 28 is provided.
【0019】次に、図11〜図14に基づき、運転シミ
ュレーション装置10の制御系の構成について説明す
る。Next, the configuration of the control system of the driving simulation apparatus 10 will be described with reference to FIGS.
【0020】図11において、ホストコンピュータ18
は、LAN28を介して、モーションコントローラ2
0、コックピットインタフェースユニット22、音響コ
ントローラ24およびCG発生装置26の間で信号の授
受を行うLANインタフェース160と、運転者の操作
に基づいて車両の運動情報を演算する車両運動計算部1
62と、シミュレーションの各種シナリオを記憶するシ
ナリオ記憶部164と、運転者と会話するためのマイク
168と、オペレータによる各種設定処理、モニタリン
グ等を行うためのキーボード170およびディスプレイ
172とを備える。In FIG. 11, the host computer 18
Is connected to the motion controller 2 via the LAN 28.
0, a LAN interface 160 for transmitting and receiving signals between the cockpit interface unit 22, the acoustic controller 24, and the CG generator 26, and a vehicle motion calculation unit 1 for calculating vehicle motion information based on a driver's operation.
62, a scenario storage unit 164 for storing various simulation scenarios, a microphone 168 for talking with the driver, and a keyboard 170 and a display 172 for performing various setting processes and monitoring by the operator.
【0021】図12において、CG発生装置26には、
前述したように、キャビン14内に配設される正面プロ
ジェクタ72L、72R、左プロジェクタ74L、74
R、右プロジェクタ76L、76R、ルームミラー用L
CDディスプレイ130、ドアミラー用LCDディスプ
レイ132L、132Rが夫々接続される。In FIG. 12, the CG generator 26 includes:
As described above, the front projectors 72L, 72R and the left projectors 74L, 74 disposed in the cabin 14 are provided.
R, right projector 76L, 76R, rear view mirror L
The CD display 130 and the LCD displays 132L and 132R for the door mirror are connected respectively.
【0022】図13において、音響コントローラ24に
は、コックピット16内の音響アンプ135を介してス
ピーカ136が接続される。画面合成装置30には、コ
ックピット16内の運転者映像用CCDカメラ138、
足元映像用CCDカメラ140およびステアリング映像
用CCDカメラ142が接続されるとともに、CG発生
装置26が接続される。また、コックピットインタフェ
ースユニット22には、スピードメータ161、タコメ
ータ163、負圧ポンプ118、電動パワーステアリン
グコントロールユニット(EPS−ECU)108、A
BSコントロールユニット(ABS−ECU)128、
ステアリング角度センサ102、スロットル開度センサ
122、ブレーキ圧センサ169、負圧ポンプ圧力セン
サ171、シフトポジションセンサ124、キーポジシ
ョンセンサ173、シートベルト装着検出センサ12
6、ドアセンサ174、サイドブレーキスイッチ17
6、ヘッドライトスイッチ178、180、スモールラ
イトスイッチ182、ウィンカースイッチ184、ハザ
ードスイッチ186、ホーンスイッチ188、非常停止
スイッチ148、前後Gセンサ190、横Gセンサ19
2、上下Gセンサ194、ロールレートセンサ196、
ピッチレートセンサ198、ヨーレートセンサ200が
夫々接続される。In FIG. 13, a speaker 136 is connected to the acoustic controller 24 via an acoustic amplifier 135 in the cockpit 16. The screen synthesizing device 30 includes a driver image CCD camera 138 in the cockpit 16,
The foot image CCD camera 140 and the steering image CCD camera 142 are connected, and the CG generator 26 is connected. The cockpit interface unit 22 includes a speedometer 161, a tachometer 163, a negative pressure pump 118, an electric power steering control unit (EPS-ECU) 108,
BS control unit (ABS-ECU) 128,
Steering angle sensor 102, throttle opening sensor 122, brake pressure sensor 169, negative pressure pump pressure sensor 171, shift position sensor 124, key position sensor 173, seat belt wearing detection sensor 12
6. Door sensor 174, side brake switch 17
6, headlight switches 178 and 180, small light switch 182, blinker switch 184, hazard switch 186, horn switch 188, emergency stop switch 148, front and rear G sensor 190, side G sensor 19
2, upper and lower G sensor 194, roll rate sensor 196,
The pitch rate sensor 198 and the yaw rate sensor 200 are respectively connected.
【0023】図14において、モーションコントローラ
20には、モータドライバ56を介して各シリンダ駆動
モータ44A〜44Fが接続される。各シリンダ駆動モ
ータ44A〜44Fには、ストロークセンサ202A〜
202Fが連結されており、それらの信号がモーション
コントローラ20に供給される。また、モータドライバ
56には、テーブル駆動モータ52が接続されており、
このテーブル駆動モータ52の回転角が回転角センサ2
04によって検出され、モーションコントローラ20に
供給される。さらに、モーションコントローラ20に
は、モーションベース12の動作を非常停止させるため
の非常停止スイッチ166が接続される。In FIG. 14, each of the cylinder driving motors 44A to 44F is connected to the motion controller 20 via a motor driver 56. Each of the cylinder drive motors 44A to 44F has a stroke sensor 202A to
202F are connected, and those signals are supplied to the motion controller 20. The table driver motor 52 is connected to the motor driver 56,
The rotation angle of the table drive motor 52 is
04 and is supplied to the motion controller 20. Further, an emergency stop switch 166 for emergency stopping the operation of the motion base 12 is connected to the motion controller 20.
【0024】本実施形態の運転シミュレーション装置1
0は、基本的には以上のように構成されるものであり、
次にその動作について図15および図16に示すフロー
チャートに従い説明する。The driving simulation apparatus 1 of the present embodiment
0 is basically configured as described above,
Next, the operation will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.
【0025】先ず、オペレータは、ホストコンピュータ
18のキーボード170等を操作することで当該運転シ
ミュレーション装置10を起動させる。運転シミュレー
ション装置10が起動されると、ホストコンピュータ1
8は、運転シミュレーション装置10の各状態の初期化
を行う(ステップS1)。First, an operator operates the keyboard 170 or the like of the host computer 18 to activate the driving simulation apparatus 10. When the driving simulation device 10 is started, the host computer 1
8 initializes each state of the driving simulation apparatus 10 (step S1).
【0026】次に、ホストコンピュータ18は、LAN
インタフェース160からLAN28を介して、モーシ
ョンコントローラ20に対しシリンダ駆動モータ44A
〜44Fの駆動指令信号を送信する。シリンダ駆動モー
タ44A〜44Fは、前記駆動指令信号に基づきシリン
ダA〜Fを構成するロッド部42を下部支持バー36a
〜36c側へ移動させ、シリンダA〜Fに設けられたロ
ータリエンコーダ等の絶対位置を持たない図示しないス
トロークセンサの初期化を行う。すなわち、ロッド部4
2を下降させ、シリンダA〜Fに設けられた図示しない
リミットスイッチがオンになったときのロッド部42の
位置を初期位置(最下端位置)とし、その位置における
前記ストロークセンサの出力を初期値に設定する(ステ
ップS2)。Next, the host computer 18 connects to the LAN
From the interface 160 to the motion controller 20 via the LAN 28, the cylinder drive motor 44A
F44F are transmitted. The cylinder drive motors 44A to 44F move the rod portions 42 constituting the cylinders A to F based on the drive command signals to the lower support bars 36a.
To the side of .about.36c to initialize a stroke sensor (not shown) having no absolute position, such as a rotary encoder provided in the cylinders A to F. That is, the rod portion 4
2 is lowered, and the position of the rod portion 42 when the limit switches (not shown) provided in the cylinders A to F are turned on is set as an initial position (the lowest position), and the output of the stroke sensor at that position is set to an initial value. (Step S2).
【0027】次いで、ホストコンピュータ18からの駆
動指令信号に基づき、シリンダ駆動モータ44A〜44
Fが再度駆動されることにより、シリンダA〜Fのロッ
ド部42が所定量上昇し、キャビン14が乗車位置まで
移動する(ステップS3)。この位置において、運転者
の乗降、交代等が行われる。Next, based on a drive command signal from the host computer 18, the cylinder drive motors 44A-44
When F is driven again, the rod portions 42 of the cylinders A to F rise by a predetermined amount, and the cabin 14 moves to the boarding position (step S3). At this position, the driver gets on and off, changes, and the like.
【0028】キャビン14が所定の乗降位置に設置され
た後、オペレータは、訓練条件の設定を行う(ステップ
S4)。この場合、訓練条件としては、例えば、市街地
走行訓練、高速道路走行訓練、サーキット走行訓練等の
選択条件、日中走行、夜間走行、霧中走行等の選択条件
などを挙げることができる。After the cabin 14 is set at a predetermined position, the operator sets training conditions (step S4). In this case, examples of the training conditions include selection conditions such as city area driving training, highway driving training, and circuit driving training, and selection conditions such as daytime driving, nighttime driving, and driving in fog.
【0029】訓練条件の設定を完了したならば、ホスト
コンピュータはシリンダA〜Fを駆動し、キャビン14
がステップS3で設定された乗車位置から所定の訓練開
始位置に移動する(ステップS5)。具体的には、キャ
ビン14の前方に配置されたシリンダC〜Fを主として
駆動し、キャビン14を前上がりの状態に設定する。す
なわち、車両の急発進時における前部の上昇量と、急制
動時における前部の下降量とを比較すると、急制動時に
おける前部の下降量の方が大きく、従って、その可動範
囲の分だけ予めキャビン14の前部を上昇させておくこ
とにより、シリンダA〜Fの可動有効範囲を十分に確保
することができる。After completing the setting of the training conditions, the host computer drives the cylinders A to F and
Moves from the boarding position set in step S3 to a predetermined training start position (step S5). Specifically, the cylinders C to F disposed in front of the cabin 14 are mainly driven, and the cabin 14 is set in a state of rising forward. That is, when comparing the rising amount of the front portion at the time of sudden start of the vehicle and the descending amount of the front portion at the time of sudden braking, the descending amount of the front portion at the time of sudden braking is larger, and accordingly, the moving range is smaller. However, by raising the front portion of the cabin 14 in advance, it is possible to sufficiently secure the movable effective range of the cylinders A to F.
【0030】以上のようにしてキャビン14が訓練開始
状態に設定された後、運転者はコックピット16内の各
種操作機器を操作して訓練を開始する(ステップS
6)。After the cabin 14 is set to the training start state as described above, the driver operates various operating devices in the cockpit 16 to start training (step S).
6).
【0031】そこで、図15に示すフローチャートに基
づき、ホストコンピュータ18による制御動作を説明す
る。The control operation of the host computer 18 will now be described with reference to the flowchart shown in FIG.
【0032】この場合、キャビン14内の正面スクリー
ン66、左スクリーン68および右スクリーン70に
は、オペレータにより設定された訓練条件に基づき、シ
ナリオ記憶部164から選択されたシナリオの開始位置
のシミュレーション画像がCG発生装置26によって作
成され、正面プロジェクタ72L、72R、左プロジェ
クタ74L、74R、右プロジェクタ76L、76Rに
より投影されている。また、コックピット16内のルー
ムミラー用LCDディスプレイ130、ドアミラー用L
CDディスプレイ132L、132Rにも、同様にして
車両後部のシミュレーション画像が形成されている。In this case, the front screen 66, the left screen 68, and the right screen 70 in the cabin 14 store a simulation image of the start position of the scenario selected from the scenario storage unit 164 based on the training conditions set by the operator. It is created by the CG generator 26 and is projected by the front projectors 72L, 72R, the left projectors 74L, 74R, and the right projectors 76L, 76R. Also, an LCD display 130 for the rearview mirror in the cockpit 16 and a L for the door mirror are provided.
Simulated images of the rear part of the vehicle are similarly formed on the CD displays 132L and 132R.
【0033】運転者がイグニッションをONにするとキ
ーポジションセンサ173からの信号がコックピットイ
ンタフェースユニット22を介してホストコンピュータ
18に供給される。次いで、運転者がシフトレバー8
4、アクセルペダル92、ブレーキペダル90、ステア
リングホイール80等を操作することにより、訓練が開
始され、それに伴って生じる各操作信号がコックピット
インタフェースユニット22を介してホストコンピュー
タ18に供給される(ステップS20)。コックピット
16からの運転者による操作によって生成された操作信
号を受信したホストコンピュータ18は、車両運動計算
部162において車両運動の演算処理を開始する(ステ
ップS21)。When the driver turns on the ignition, a signal from the key position sensor 173 is supplied to the host computer 18 via the cockpit interface unit 22. Next, the driver operates the shift lever 8.
4. The training is started by operating the accelerator pedal 92, the brake pedal 90, the steering wheel 80, and the like, and the respective operation signals generated with the training are supplied to the host computer 18 via the cockpit interface unit 22 (step S20). ). The host computer 18 that has received the operation signal generated by the driver's operation from the cockpit 16 starts the vehicle motion calculation processing in the vehicle motion calculation unit 162 (step S21).
【0034】すなわち、図16に示すように、ホストコ
ンピュータ18の車両運動計算部162は、コックピッ
トインタフェースユニット22からLAN28を介して
供給されたスロットル開度センサ122からの信号、ブ
レーキ圧センサ169からの信号、ステアリング角度セ
ンサ102からの信号、シフトポジションセンサ124
からの信号等に基づき、実車両の運動情報である前後方
向変位量αX 、横方向変位量αY 、上下方向変位量
αZ 、ロール角、ピッチ角、ヨー角を求める。That is, as shown in FIG. 16, the vehicle motion calculation unit 162 of the host computer 18 sends a signal from the throttle opening sensor 122 supplied from the cockpit interface unit 22 via the LAN 28 and a signal from the brake pressure sensor 169. Signal, signal from steering angle sensor 102, shift position sensor 124
, The longitudinal displacement α X , the lateral displacement α Y , the vertical displacement α Z , the roll angle, the pitch angle, and the yaw angle, which are the motion information of the actual vehicle, are obtained based on the signals from the vehicle.
【0035】次に、ホストコンピュータ18は、ステッ
プS21における実車両の運動情報の演算結果に基づ
き、モーション処理、コックピット処理、CG処理およ
び音響処理の4つの処理を並列的に行う。Next, the host computer 18 performs four processes of a motion process, a cockpit process, a CG process, and a sound process in parallel based on the calculation result of the motion information of the actual vehicle in step S21.
【0036】モーション処理においては、ステップS2
1で求められた実車両の運動情報から、運転シミュレー
ション装置10のキャビン14の目標位置X、Y、Zお
よび姿勢(ロール角φ、ピッチ角θ、ヨー角ψ、ψY )
が演算によって求められる(ステップS22A)。な
お、ヨー角ψはシリンダA〜Fによって制御されるヨー
角の高周波成分であり、ヨー角ψY は回転テーブル48
によって制御されるヨー角の低周波成分である。そし
て、ホストコンピュータ18は、LAN28を介してモ
ーションコントローラ20に対しこれらの演算結果であ
る位置・姿勢目標値を出力する(ステップS23A)。In the motion processing, step S2
The target position X, Y, Z and attitude (roll angle φ, pitch angle θ, yaw angle ψ, ψ Y ) of the cabin 14 of the driving simulation device 10 are obtained from the motion information of the actual vehicle obtained in step 1.
Is obtained by calculation (step S22A). The yaw angle ψ is a high frequency component of the yaw angle controlled by the cylinders A to F, and the yaw angle ψ Y
Is the low frequency component of the yaw angle controlled by Then, the host computer 18 outputs a position / posture target value, which is a result of these calculations, to the motion controller 20 via the LAN 28 (step S23A).
【0037】これらの目標値を受信したモーションコン
トローラ20は、それをシリンダA〜FのストロークS
A 〜SF および回転テーブル48の回転角度信号である
ヨー角ψY に変換し、モータドライバ56を制御して各
シリンダ駆動モータ44A〜44Fおよびテーブル駆動
モータ52を駆動する。この結果、モーションベース1
2上に支持されたキャビン14内のコックピット16が
運転者の操作に応じて揺動することになる。The motion controller 20, which has received these target values, converts them into strokes S of the cylinders A to F.
A to S converted to F and the yaw angle is a rotation angle signal of the rotary table 48 [psi Y, driving each cylinder drive motors 44A~44F and table drive motor 52 controls the motor driver 56. As a result, motion base 1
The cockpit 16 in the cabin 14 supported on the upper 2 swings according to the operation of the driver.
【0038】また、コックピット処理においては、ステ
ップS21で求められた実車両の運動情報の演算結果に
基づき、コックピット16内の各種操作機器の制御を行
うための信号を出力する(ステップS22B)。例え
ば、ホストコンピュータ18は、スロットル開度センサ
122によって検出されたアクセルペダル92の踏み込
み量に基づき、スピードメータ161、タコメータ16
3等の表示値を演算し、コックピットインタフェースユ
ニット22に送信する。コックピットインタフェースユ
ニット22は、これらの表示値を読み込み、コックピッ
ト16内のメータ類96に送信する。コックピット16
内のメータ類96は、送信された信号に基づき所望の表
示を行う。In the cockpit process, a signal for controlling various operating devices in the cockpit 16 is output based on the calculation result of the motion information of the actual vehicle obtained in step S21 (step S22B). For example, the host computer 18 determines the speedometer 161 and the tachometer 16 based on the depression amount of the accelerator pedal 92 detected by the throttle opening sensor 122.
A display value such as 3 is calculated and transmitted to the cockpit interface unit 22. The cockpit interface unit 22 reads these display values and transmits them to meters 96 in the cockpit 16. Cockpit 16
The meters 96 in the inside perform a desired display based on the transmitted signal.
【0039】さらに、コックピット処理において、ホス
トコンピュータ18は、コックピットインタフェースユ
ニット22を介して電動パワーステアリングコントロー
ルユニット108を制御し、ステアリングホイール80
に対して実車両と同等の適正トルクを発生させ、運転者
に実車両と同じ操舵感覚を与える。その処理につき、図
10に従って説明する。Further, in the cockpit processing, the host computer 18 controls the electric power steering control unit 108 via the cockpit interface unit 22 and
, A suitable torque equivalent to that of the real vehicle is generated, and the driver is given the same steering feeling as the real vehicle. The processing will be described with reference to FIG.
【0040】先ず、ホストコンピュータ18は、コック
ピットインタフェースユニット22を介して電動パワー
ステアリングコントロールユニット108にSW1制御
信号およびSW2制御信号を供給し、スイッチSW1、
SW2をオン状態に設定する。First, the host computer 18 supplies a SW1 control signal and a SW2 control signal to the electric power steering control unit 108 via the cockpit interface unit 22, and the switches SW1,
Set SW2 to the ON state.
【0041】この状態において、ホストコンピュータ1
8の車両運動計算部162は、コックピットインタフェ
ースユニット22からLAN28を介してステアリング
角度センサ102、スロットル開度センサ122、ブレ
ーキ圧センサ168、シフトポジションセンサ124か
らの信号を入力し、それらの運転者の操作に関する信号
に基づいて車両の運動を演算し、その結果得られる車速
信号をLAN28を介してコックピットインタフェース
ユニット22に出力し、電動パワーステアリングコント
ロールユニット108の第1制御信号算出部109に供
給する。また、運転者がステアリングホイール80を操
作することで発生した操舵トルクをトルクセンサ103
によって検出し、第1制御信号算出部109に入力す
る。第1制御信号算出部109は、入力された車速と操
舵トルクとによって第1制御信号(アシストトルク信
号)を生成する。In this state, the host computer 1
The vehicle motion calculation unit 162 receives signals from the steering angle sensor 102, the throttle opening sensor 122, the brake pressure sensor 168, and the shift position sensor 124 from the cockpit interface unit 22 via the LAN 28, and The motion of the vehicle is calculated based on the operation-related signal, and the resulting vehicle speed signal is output to the cockpit interface unit 22 via the LAN 28 and supplied to the first control signal calculation unit 109 of the electric power steering control unit 108. Further, the steering torque generated by the driver operating the steering wheel 80 is transmitted to the torque sensor 103.
And input to the first control signal calculation unit 109. The first control signal calculation unit 109 generates a first control signal (assist torque signal) based on the input vehicle speed and steering torque.
【0042】以上で通常の電動パワーステアリングとし
ての動作、すなわち車速に応じたアシストを行うことが
可能となる。Thus, the operation as a normal electric power steering, that is, the assist according to the vehicle speed can be performed.
【0043】さらに、本実施形態では、路面反力に対応
する第2制御信号(路面反力トルク信号)と前記第1制
御信号を加算し、電動パワーステアリングコントロール
ユニット108に供給することによって、実車両と同等
の操舵感が得られるようにしている。すなわち、ホスト
コンピュータ18の車両運動計算部162で演算した車
両の運動の結果から、ピニオン104に生じるであろう
路面反力トルクを算出し、第2制御信号(路面反力トル
ク信号)としてコックピットインタフェース22にLA
N28を介して出力する。コックピットインタフェース
22に入力された第2制御信号(路面反力トルク)は、
電動パワーステアリングユニット108のスイッチSW
2を介して加算器113に出力される。電動パワーステ
アリングコントロールユニット108では、第1制御信
号(アシスト制御信号)と第2制御信号(路面反力トル
ク信号)とがそれぞれスイッチSW1、SW2を介して
加算器113に入力されて加算され、電動パワーステア
リング(EPS)用モータドライバ111に出力する。
それによって、運転者は路面反力トルクとアシストトル
クの両者を含んだ実車両と同じ操舵感を得ることができ
る。また、本実施形態では、ステアリングギアボックス
106も実車両と同じものを用いるので、その機械的フ
リクション等による操舵感も実車両と同じにすることが
できる。Further, in the present embodiment, the second control signal (road reaction torque signal) corresponding to the road reaction force and the first control signal are added, and the sum is supplied to the electric power steering control unit 108. A steering feeling equivalent to that of a vehicle is obtained. That is, from the result of the vehicle motion calculated by the vehicle motion calculation unit 162 of the host computer 18, a road surface reaction torque that will be generated at the pinion 104 is calculated, and the cockpit interface is generated as a second control signal (road surface reaction torque signal). LA on 22
Output through N28. The second control signal (road surface reaction torque) input to the cockpit interface 22 is:
Switch SW of electric power steering unit 108
The signal is output to the adder 113 via 2. In the electric power steering control unit 108, the first control signal (assist control signal) and the second control signal (road surface reaction torque signal) are input to the adder 113 via the switches SW1 and SW2, respectively, are added, and are added. Output to the motor driver 111 for power steering (EPS).
Thereby, the driver can obtain the same steering feeling as that of the actual vehicle including both the road surface reaction torque and the assist torque. Further, in this embodiment, the same steering gear box 106 as that of the actual vehicle is used, so that the steering feeling due to mechanical friction and the like can be made the same as that of the actual vehicle.
【0044】また、上記の方法では、第1制御信号算出
部109によって第1制御信号を生成して電動パワース
テアリング機構を動作させるようにしているが、第1制
御信号算出部109によるアシスト量を含めた制御信号
をホストコンピュータ18の車両運動計算部162で求
めるようにしてもよい。この場合、電動パワーステアリ
ングコントロール108では、スイッチSW1をオフ、
SW2をオンとし、前記制御信号をEPS用モータドラ
イバ111に出力して電動パワーステアリング用モータ
107を駆動制御する。これにより、同様にして、実車
両と同じ操舵感を得ることができる。In the above method, the first control signal is generated by the first control signal calculating section 109 to operate the electric power steering mechanism. The included control signal may be obtained by the vehicle motion calculation unit 162 of the host computer 18. In this case, the electric power steering control 108 turns off the switch SW1,
SW2 is turned on, and the control signal is output to the EPS motor driver 111 to drive and control the electric power steering motor 107. Thereby, similarly, the same steering feeling as that of the actual vehicle can be obtained.
【0045】なお、シミュレーション中において、何ら
かの異常事態が発生したような場合には、スイッチSW
1およびSW2をともにオフとすることにより、電動パ
ワーステアリング機構を非稼動の状態とし、操舵トルク
を0にすることができる。If any abnormal situation occurs during the simulation, the switch SW
By turning off both 1 and SW2, the electric power steering mechanism can be made inoperative and the steering torque can be reduced to zero.
【0046】CG処理において、ホストコンピュータ1
8は、ステップS21で求められた実車両の運動情報の
演算結果およびシナリオに基づき、他車の位置、方向に
係る情報を求め(ステップS22C)、自車に係る情報
とともにLAN28を介してCG発生装置26に出力す
る(ステップS23C、S24C)。CG発生装置26
は、これらの情報に基づき走行路や他車等を含むシミュ
レーション画像を形成し、正面プロジェクタ72L、7
2R、左プロジェクタ74L、74R、右プロジェクタ
76L、76R、ルームミラー用LCDディスプレイ1
30、ドアミラー用LCD132L、132Rに夫々画
像信号を転送する。これらの画像信号に基づき、キャビ
ン14内およびコックピット16内において、運転者の
操作に応じた画像が形成される。In the CG processing, the host computer 1
8 obtains information on the position and direction of the other vehicle based on the calculation result of the motion information of the real vehicle and the scenario obtained in step S21 (step S22C), and generates the CG via the LAN 28 together with the information on the own vehicle. Output to the device 26 (steps S23C and S24C). CG generator 26
Forms a simulation image including a traveling road, another vehicle, and the like based on the information, and generates the front projectors 72L and 7L.
2R, left projector 74L, 74R, right projector 76L, 76R, LCD display 1 for rearview mirror
30, transfer image signals to the door mirror LCDs 132L and 132R, respectively. Based on these image signals, images according to the driver's operation are formed in the cabin 14 and the cockpit 16.
【0047】音響処理において、ホストコンピュータ1
8は、ステップS21で求められた実車両の運動情報の
演算結果およびシナリオに基づき、他車の状態、位置、
方向、速度に係る情報を求め(ステップS22D)、自
車に係る情報とともにLAN28を介して音響コントロ
ーラ24にこれらの情報を出力する(ステップS23
D、S24D)。音響コントローラ24は、これらの情
報に基づき音響アンプ135を介しコックピット16内
のスピーカ136より効果音を出力する。ここで、状態
とは、エンジンの回転数、タイヤスキール音、クラクシ
ョン、サイレン等を含む。In the sound processing, the host computer 1
8 is based on the calculation result and the scenario of the motion information of the real vehicle obtained in step S21, and the state, position,
Information on the direction and speed is obtained (step S22D), and these information are output to the acoustic controller 24 via the LAN 28 together with information on the own vehicle (step S23).
D, S24D). The sound controller 24 outputs a sound effect from the speaker 136 in the cockpit 16 via the sound amplifier 135 based on the information. Here, the state includes engine speed, tire squeal sound, horn, siren, and the like.
【0048】なお、上記のような処理が行われている
間、オペレータの前面に配置されているディスプレイ3
2には、図17に示すように、キャビン14内の正面ス
クリーン66に形成された画像(CG)と、運転者映像
用CCDカメラ138によって撮影された運転者の画像
(DRIVER)と、足元映像用CCDカメラ140に
よって撮影されたブレーキペダル90およびアクセルペ
ダル92の操作状態の画像(PEDAL)と、ステアリ
ング映像用CCDカメラ142によって撮影されたステ
アリングホイール80の操作状態の画像(STEERI
NG)とが、画面合成装置30によって合成された状態
で表示される。オペレータは、この画像に基づき運転者
の訓練状態を把握することができる。While the above processing is being performed, the display 3 arranged in front of the operator
17, an image (CG) formed on the front screen 66 in the cabin 14, an image of the driver (DRIVER) photographed by the driver's image CCD camera 138, and a foot image as shown in FIG. Image of the operation state of the brake pedal 90 and the accelerator pedal 92 photographed by the CCD camera 140 (PEDAL), and an image of the operation state of the steering wheel 80 photographed by the CCD camera 142 for steering video (STEERI)
NG) is displayed in a state of being synthesized by the screen synthesis device 30. The operator can grasp the training state of the driver based on this image.
【0049】以上のようにして所定の訓練が完了する
と、シナリオを変更して訓練を継続するか否かを運転者
に対して確認し(ステップS7)、継続する場合には、
ステップS4に戻って訓練条件の再設定を行う。また、
継続しない場合には、ステップS8へ進む。When the predetermined training is completed as described above, it is checked with the driver whether or not to continue the training by changing the scenario (step S7).
Returning to step S4, the training conditions are reset. Also,
If not, the process proceeds to step S8.
【0050】ステップS8において、運転者の交代があ
る場合には、ステップS3に戻ってキャビン14を乗車
位置に移動させる。また、訓練を継続せず、且つ、運転
者の交代もない場合には、キャビン14を乗車位置まで
移動させ(ステップS9)、運転シミュレーション装置
10を用いた訓練が完了する。If it is determined in step S8 that the driver has been changed, the flow returns to step S3 to move the cabin 14 to the boarding position. When the training is not continued and the driver is not changed, the cabin 14 is moved to the boarding position (step S9), and the training using the driving simulation device 10 is completed.
【0051】ここで、本実施形態の運転シミュレーショ
ン装置10では、ホストコンピュータ18、モーション
コントローラ20、コックピットインタフェースユニッ
ト22、音響コントローラ24およびCG発生装置26
間で多数の信号の授受を行っているが、これらの信号の
授受がLAN28を介して行われているため、回線が著
しく簡素化される。その結果、大量の信号の送受信を行
い、より実車両に近い状態での運転シミュレーションを
行うことができる。また、LAN構成であるため、接続
される制御機器の改廃も極めて容易であり、構成の変更
に対する柔軟性の高い運転シミュレーション装置10を
提供することができる。Here, in the driving simulation apparatus 10 of the present embodiment, the host computer 18, the motion controller 20, the cockpit interface unit 22, the acoustic controller 24, and the CG generator 26
Although a large number of signals are exchanged between them, since the exchange of these signals is performed via the LAN 28, the line is significantly simplified. As a result, a large amount of signals can be transmitted and received, and a driving simulation in a state closer to a real vehicle can be performed. In addition, because of the LAN configuration, it is extremely easy to change or abolish connected control devices, and it is possible to provide the operation simulation device 10 with high flexibility in changing the configuration.
【0052】なお、上述した実施形態においては、モー
ションベース12を運転者の操作に対応させて揺動させ
るようにしているが、モーションベース12を固定した
状態で運転者に各操作を行わせ訓練するようにしてもよ
い。In the above-described embodiment, the motion base 12 is swung in accordance with the operation of the driver. You may make it.
【0053】以上のように、本発明の運転シミュレーシ
ョン装置(10)は、運転者の操作に応じたシミュレー
ションを行う運転シミュレーション装置(10)におい
て、ステアリングホイール(80)を操舵した際に生じ
る操舵トルクを検出する操舵トルク検出手段(トルクセ
ンサ103)と、前記操舵トルクに基づいて第1制御信
号を生成する第1制御信号生成手段(第1制御信号算出
部109)と、前記運転者の操作に対応した路面反力を
演算し、前記路面反力トルクを得るための第2制御信号
を生成する第2制御信号生成手段(車両運動計算部16
2)と、前記第1制御信号と前記第2制御信号とを加算
し、該加算値に基づき、前記ステアリングホイールの操
舵動作を補助する操舵補助手段(ステアリングギアボッ
クス106)とを備えて構成される。As described above, the driving simulation apparatus (10) according to the present invention provides a driving simulation apparatus (10) for performing a simulation according to the operation of the driver, in which the steering torque generated when the steering wheel (80) is steered. Torque detection means (torque sensor 103) for detecting a torque, first control signal generation means (first control signal calculation section 109) for generating a first control signal based on the steering torque, Second control signal generating means (vehicle motion calculating unit 16) for calculating a corresponding road surface reaction force and generating a second control signal for obtaining the road surface reaction torque.
2) and a steering assisting means (steering gear box 106) for adding the first control signal and the second control signal and assisting the steering operation of the steering wheel based on the added value. You.
【0054】また、本発明の運転シミュレーション(1
0)装置は、運転者の操作に応じたシミュレーションを
行う運転シミュレーション装置(10)において、前記
運転者の操作に対応した実車両での操舵トルクを演算
し、前記操舵トルクを得るための制御信号を生成する制
御信号生成手段(車両運動計算部162)と、前記制御
信号に基づき、前記ステアリングホイールの操舵動作を
補助する操舵補助手段(ステアリングギアボックス10
6)とを備えて構成される。The operation simulation (1) of the present invention
0) A driving simulation device (10) for performing a simulation according to a driver's operation, wherein a control signal for calculating a steering torque in an actual vehicle corresponding to the driver's operation and obtaining the steering torque is provided. Signal generation means (vehicle motion calculation unit 162) for generating the steering wheel, and steering assist means (steering gear box 10) for assisting the steering operation of the steering wheel based on the control signal.
6).
【0055】さらに、本発明の運転シミュレーション装
置(10)の操舵補助手段は、電動パワーステアリング
装置(ステアリングギアボックス106、電動パワース
テアリングユニット108)で構成される。Further, the steering assist means of the driving simulation device (10) of the present invention is constituted by an electric power steering device (a steering gear box 106, an electric power steering unit 108).
【0056】[0056]
【発明の効果】以上のように、本発明に係る運転シミュ
レーション装置では、路面反力を考慮した実車両と同等
の操舵感を得ることができる。また、制御も含めた実車
両と同等の構成からなる電動パワーステアリング機構を
利用してシミュレーションを行うことができるため、極
めて実車両に近い操舵感を得ることができる。さらに、
実車両の電動パワーステアリング機構と制御を流用する
ことができるので、コストも抑えることができる。As described above, with the driving simulation apparatus according to the present invention, it is possible to obtain a steering feeling equivalent to that of a real vehicle in consideration of the road surface reaction force. Further, since the simulation can be performed using the electric power steering mechanism having the same configuration as that of the real vehicle including the control, a steering feeling very close to that of the real vehicle can be obtained. further,
Since the electric power steering mechanism and control of the actual vehicle can be used, the cost can be reduced.
【図1】運転シミュレーション装置の全体構成ブロック
図である。FIG. 1 is an overall configuration block diagram of a driving simulation device.
【図2】モーションベースおよびキャビンの分解斜視図
である。FIG. 2 is an exploded perspective view of a motion base and a cabin.
【図3】キャビンのロールの説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of rolls of a cabin.
【図4】キャビンのピッチの説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a cabin pitch.
【図5】キャビンのヨーの説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of yaw of a cabin.
【図6】キャビン内のコックピットの構成斜視図であ
る。FIG. 6 is a configuration perspective view of a cockpit in a cabin.
【図7】キャビン内に配置されるプロジェクタの平面配
置説明図である。FIG. 7 is an explanatory plan view of a projector arranged in a cabin.
【図8】キャビン内のプロジェクタの側面配置説明図で
ある。FIG. 8 is an explanatory diagram of a side arrangement of a projector in a cabin.
【図9】コックピットにおける各種操作機器の説明図で
ある。FIG. 9 is an explanatory diagram of various operation devices in the cockpit.
【図10】電動パワーステアリング機構の制御回路ブロ
ック図である。FIG. 10 is a control circuit block diagram of the electric power steering mechanism.
【図11】運転シミュレーション装置全体の制御系の構
成ブロック図である。FIG. 11 is a configuration block diagram of a control system of the entire operation simulation apparatus.
【図12】キャビン内のプロジェクタを含む制御系の構
成ブロック図である。FIG. 12 is a configuration block diagram of a control system including a projector in a cabin.
【図13】コックピット内の各種操作機器およびセンサ
を含む制御系の構成ブロック図である。FIG. 13 is a configuration block diagram of a control system including various operation devices and sensors in a cockpit.
【図14】モーションベースの制御系の構成ブロック図
である。FIG. 14 is a configuration block diagram of a motion-based control system.
【図15】運転シミュレーション装置の処理フローチャ
ートである。FIG. 15 is a processing flowchart of the driving simulation device.
【図16】図15に示すサブルーチンにおける処理フロ
ーチャートである。FIG. 16 is a processing flowchart in a subroutine shown in FIG. 15;
【図17】ホストコントローラによる車両運動演算処理
からモーションコントローラによるモーションベースの
制御に至る処理の流れの説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of a process flow from a vehicle motion calculation process by a host controller to a motion-based control by a motion controller.
【図18】オペレータのディスプレイに表示された監視
画面の説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram of a monitoring screen displayed on a display of an operator.
10…運転シミュレーション装置 12…モーション
ベース 14…キャビン 16…コックピッ
ト 18…ホストコントローラ 20…モーション
コントローラ 22…コックピットインタフェースユニット 24…音響コントローラ 26…CG発生装
置 28…LAN 30…画面合成装
置 32…ディスプレイ 80…ステアリン
グホイール 90…ブレーキペダル 92…アクセルペ
ダル 102…ステアリング角度センサ 103…トルクセ
ンサ 104…ステアリングホイールシャフト 105…タイロッド 106…ステアリ
ングギアボックス 107…電動パワーステアリング用モータ 108…電動パワーステアリングコントロールユニット 109…第1制御信号算出部 111…EPS用
モータドライバ 114、120…ブレーキキャリパ 122…スロット
ル開度センサ 128…ABSコントロールユニット 138…運転者映像用CCDカメラ 140…足元映像
用CCDカメラ 142…ステアリング映像用CCDカメラ 148…非常停止スイッチ A〜F…シリンダDESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Driving simulation apparatus 12 ... Motion base 14 ... Cabin 16 ... Cockpit 18 ... Host controller 20 ... Motion controller 22 ... Cockpit interface unit 24 ... Sound controller 26 ... CG generator 28 ... LAN 30 ... Screen synthesizer 32 ... Display 80 ... Steering wheel 90 Brake pedal 92 Accelerator 102 Steering angle sensor 103 Torque sensor 104 Steering wheel shaft 105 Tie rod 106 Steering gear box 107 Motor for electric power steering 108 Electric power steering control unit 109 First Control signal calculation unit 111 ... EPS motor driver 114, 120 ... Brake caliper 122 ... Throttle opening sensor 128 ... ABS control unit 138 ... CCD camera for driver image 140 ... CCD camera for foot image 142 ... CCD camera for steering image 148 ... Emergency stop switch AF ... Cylinder
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 修 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 西原 隆 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 西 裕 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 芹沢 満也 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 橋本 勇一 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 鳥井 豊隆 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 大津 明彦 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 酒井 琢哉 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 石▲はま▼ 秀則 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 川越 浩行 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Osamu Yamamoto 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Prefecture Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Takashi Nishihara 1-4-1-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Inside the Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Nishi 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Prefecture Inside the Honda R & D Co., Ltd. (72) Mitsuya Serizawa 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama No. Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Yuichi Hashimoto 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Toyotaka Torii 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. No. Within Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Otsu 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Takuya Sakai Saitama 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Honda R & D Co., Ltd. Hiroyuki Kawagoe 1-4-1, Chuo, Wako-shi, Saitama Pref. In Honda R & D Co., Ltd.
Claims (3)
行う運転シミュレーション装置において、 ステアリングホイールを操舵した際に生じる操舵トルク
を検出する操舵トルク検出手段と、 前記操舵トルクに基づいて第1制御信号を生成する第1
制御信号生成手段と、 前記運転者の操作に対応した路面反力を演算し、前記路
面反力トルクを得るための第2制御信号を生成する第2
制御信号生成手段と、 前記第1制御信号と前記第2制御信号とを加算し、該加
算値に基づき、前記ステアリングホイールの操舵動作を
補助する操舵補助手段と、 を備えることを特徴とする運転シミュレーション装置。1. A driving simulation apparatus for performing a simulation according to a driver's operation, comprising: a steering torque detecting means for detecting a steering torque generated when a steering wheel is steered; and a first control signal based on the steering torque. First to generate
A control signal generating means for calculating a road surface reaction force corresponding to the driver's operation and generating a second control signal for obtaining the road surface reaction torque;
Driving characterized by comprising: a control signal generating means; and a steering assist means for adding the first control signal and the second control signal and assisting a steering operation of the steering wheel based on the added value. Simulation device.
行う運転シミュレーション装置において、 前記運転者の操作に対応した操舵トルクを演算し、前記
操舵トルクを得るための制御信号を生成する制御信号生
成手段と、 前記制御信号に基づき、前記ステアリングホイールの操
舵動作を補助する操舵補助手段と、 を備えることを特徴とする運転シミュレーション装置。2. A driving simulation device for performing a simulation according to a driver's operation, wherein a control signal generating means for calculating a steering torque corresponding to the driver's operation and generating a control signal for obtaining the steering torque. And a steering assisting means for assisting a steering operation of the steering wheel based on the control signal.
記操舵補助手段は、電動パワーステアリング装置である
ことを特徴とする運転シミュレーション装置。3. The driving simulation apparatus according to claim 1, wherein said steering assist means is an electric power steering apparatus.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008377A JP2000206864A (en) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Driving simulation device |
| US09/457,707 US6431872B1 (en) | 1998-12-25 | 1999-12-10 | Drive simulation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11008377A JP2000206864A (en) | 1999-01-14 | 1999-01-14 | Driving simulation device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000206864A true JP2000206864A (en) | 2000-07-28 |
Family
ID=11691545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11008377A Pending JP2000206864A (en) | 1998-12-25 | 1999-01-14 | Driving simulation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000206864A (en) |
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-
1999
- 1999-01-14 JP JP11008377A patent/JP2000206864A/en active Pending
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